本发明涉及轨道和道路两用车辆技术领域，以及采用该种车辆、且与之相配套的轨道系统技术领域，以及采用该种车辆及其相配套轨道系统的门到门货运系统的商业模式，具体的是一种路轨双行电动卡车专线货运系统及其商业模式。
背景技术：
铁路运输是一种陆上运输方式，以两条平行的铁轨引导火车运行。铁路运输可以比路面（道路）运输运载同一重量客货物时节省五至七成能量，且铁轨能平均分散火车的重量，令火车的载重力大大提高，对路面、设施损害小。综合来看，铁路运输具有以下优点：（1）运行速度快；（2）运输能力大；（3）不受自然条件限制；（4）通用性好，运输时间准确稳定；（5）运输安全可靠；（6）成本低、能耗低。铁路车站是从事铁路客、货运输业务和列车作业的处所，是铁路运输部门的基层单位。主营货物运输的车站为货运站，其主要办理货物承运、交付、装卸以及货物列车到发、车辆取送等作业的车站。货运站的布置图型有通过式和尽头式，一般中小型货运站多采用通过式，大型货运站多采用尽头式。火车及相配套的车站一般需要固定建设，即在客货运需求较大的固定地点设置，这也限制了火车及其线路的延伸范围，需要额外的运输工具对货物进行转运，大大增加了运输成本、周期，效率较低；此外，货运火车常以批量车皮形式营运，其载货量大，考虑到营运成本，多采用集中发货方式运输，但这也使铁路运输丧失了机动性和灵活性，运输周期变长，不利于调度。
公路运输是在公路上运送旅客和货物的运输方式，是交通运输系统的组成部分之一。主要承担短途客货运输。现代所用运输工具主要是汽车，因此，公路运输一般即指汽车运输。在地势崎岖、人烟稀少、铁路和水运不发达的边远和经济落后地区，公路为主要运输方式，起着运输干线作用。由于汽车体积较小，中途一般也不需要换装，除了可沿分布较广的公路网运行外，还可离开路网深入到工厂企业、农村田间、城市居民住宅等地，即可以把旅客和货物从始发地门口直接运送到目的地门口，实现“门到门”直达运输。这是其它运输方式无法与公路运输比拟的特点之一。
公路运输的主要运输工具是载货汽车，又称作货车、卡车，包括自卸卡车、牵引卡车、非公路和无路地区的越野卡车和各种专为特殊需要制造的车辆。一般可依照车的重量分为重型和轻型两种。绝大部分货车都以柴油引擎作为动力来源，但有部分轻型货车使用汽油、石油气或者天然气。根据《中华人民共和国机动车登记办法》规定，载货汽车可分为重型、中型、轻型、微型四个种类。其中，重型和中型载货汽车核发大型货车号牌（俗称黄牌）；轻型和微型载货汽车核发小型货车号牌（俗称蓝牌）。具体车型参数是：车长大于等于6m，总质量大于等于12000kg载货汽车为重型载货汽车；车长大于等于6m，总质量大于等于4500kg且小于12000kg载货汽车为中型载货汽车；车长小于6m，总质量小于4500kg载货汽车为轻型载货汽车；车长小于等于3.5m，载质量小于等于750kg载货汽车为微型载货汽车。
采用卡车作为运输工具的公路运输方式，其具有货物装卸灵活、运行快速、适应性强、投资小等特点，但因其依托于公路网的建设规模，受限于公路的路面状态、交通状况，存在运量小、持续性差、安全性低等缺点，公路运输仍不能解决特殊地点（如矿区、货场、物流园等）对货物进行高效、快速、高吞吐量的运输要求。
技术实现要素：
本发明的目的是：提供一种能够同时在轨道和道路两种介质上运行的运输工具，其具有灵活调整运输量、实现门到门货物转运的特点，此外，通过专门铺设的线路，该运输工具还能够连续运转、直达运输，避免中间环节。
本发明的另一个目的是：提供一种基于上述目的、能够简化或去除跨镜通关手续、提高运输效率的货物运输模式。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
路轨双行电动卡车专线货运系统，其特征在于：
所述货运系统包括用于运输货物的卡车，以及与卡车相配套的铁路专线，卡车能够在铁路专线上行驶；
所述卡车具有多根车轴，在同一车轴上同时装有轨道车轮和道路车轮，卡车能够在轨道和道路上切换行驶；
所述卡车具有电力储蓄装置，卡车通过电机驱动行驶，电力储蓄装置用来驱动电机工作；
所述专线为铁路轨道；
所述专线两端具有路轨切换道，用于卡车的轨道车轮和道路车轮在道路/轨道、轨道/道路之间切换；
所述专线具有电力架线，电力架线为电力储蓄装置和/或电机提供电力；
所述卡车具有电源管理系统和/或电力控制系统，电源管理系统或电力控制系统用于管理维护电力储蓄装置、监测电力储蓄装置的状态、控制电力储蓄装置的充放电过程。
所述轨道车轮和/或道路车轮包括导向轮、驱动轮、载重轮，导向轮用于控制卡车的转向操作，驱动轮用于驱动卡车行驶，载重轮为主要承重部件。
所述专线设有两条，两条专线并列设置，分别用于卡车的去程行驶和返程行驶。
所述专线为单向行驶，不设置分支线路。
所述路轨切换道与周转道路连通，周转道路是指装货点或卸货点到专线的用于卡车行驶的道路、路面、平坦场地或硬地。
所述周转道路长度小于5KM。
所述电力储蓄装置包括蓄电池，所述蓄电池为铅酸蓄电池、镍氢电池、镍铬电池、锂离子电池、锂聚合物电池、燃料电池、超级电容电池、磷酸铁锂电池、纳米电池中的一种或多种。
所述卡车在专线上无人驾驶，在周转道路和路轨切换道上有人驾驶。
所述卡车设有驾驶控制系统，用于在专线上实现有人与无人驾驶状态切换。
所述路轨双行电动卡车专线货运系统的使用方法，其特征在于：
所述专线铺设在装货点与卸货点之间，专线两端及路轨切换道在条件允许的情况下，尽可能向装货点、卸货点靠近；
在装货点和/或卸货点的作业半径内设置周转道路，用于将装货点和/或卸货点与路轨切换道连通；
所述装货点是指货物的原始采掘、挖掘、制造、集散、堆放的地点；
所述卸货点是指货物被集散、堆放、运输、处置的目的地点。
所述并列设置的两条专线，从装货点至卸货点的专线为去程专线，从卸货点至装货点的专线为返程专线，去程专线和返程专线均单向行驶。
所述卡车的操作步骤包括：
Step A1所述卡车在装货点装载货物，沿装货点侧的周转道路行驶至去程专线起点的路轨切换道，进入去程上道状态，实现道路至轨道的切换；
Step A2所述卡车沿路轨切换道驶入去程专线后，沿专线单向行驶；
Step A3所述卡车沿去程专线行驶至去程专线终点的路轨切换道，进入去程下道状态，实现轨道至道路的切换；
Step A4所述卡车沿卸货点侧的周转道路行驶至卸货点，卸载货物，完成货物运输；
Step A5与去程行驶道理相同，返程行驶包括：所述卡车沿卸货点侧的周转道路，行至返程专线起点处路轨切换道进入返程上道状态，沿返程专线行至终点处路轨切换道，进入返程下道状态，经轨道/道路切换后，沿装货点侧的周转道路返回至装货点，开始下一次轮次的运输。
所述卡车操作步骤的Step A1由人工驾驶操作，Step A2为无人驾驶模式、由驾驶控制系统控制驾驶，Step A3中由驾驶控制系统刹停卡车、并由人工接手驾驶操作，Step A4由人工驾驶操作；
所述卡车行驶的返程操作步骤的Step A5中，与去程行驶步骤同理，依次为人工驾驶、无人驾驶、人工接手驾驶、人工驾驶。
一种基于路轨双行电动卡车专线货运系统及其使用方法的商业模式，其特征在于：
包括以下方法：
B1：跨境双方协定高层协议，定义跨境货物运输的整体框架规则，设定货物过关、人员不过关的通关规则、手续和费用，该手续和费用按月或季度或年进行定期结算；
B2：根据高层协议建设专线，专线铺设位置在具有跨境通关渠道的两国交界处，且该专线位于矿区采集装货点与堆放卸货点之间；
B3：改造、改装现在重型卡车，包括车轮和/或底盘和/或驱动系统和/或悬挂系统和/或驾驶控制系统，使用电力储蓄装置驱动电机，卡车通过电机驱动行驶；
B4：在专线上设置电力架线，卡车在轨道专线上行驶时，采用电力架线供电驱动，并向电力储蓄装置充电，卡车在道路上行驶时，采用电力储蓄装置供电驱动。
所述商业模式的B1方法中，其设定的货物过关、人员不过关的通关规则、手续包括对卡车及卡车所装载的货物进行扫描检查，如检查结果符合跨境双方的通关要求情况下，给予放行；如不符合跨境双方的通关要求，则将卡车及货物从专线上转移至边防检查站的卡车停放区。
所述商业模式的B2方法中，专线设有分出线，该分出线用于将卡车及货物从专线上转移至边防或海关检查站的卡车停放区。
所述分出线是轨道线路或道路线路，并在专线与分出线之间设有轨道辅助设施或道路辅助设施。
所述商业模式的B2方法，所述专线设置为途经跨境双方的边防或海关检查站，并在检查站设置专人控制专线上卡车的停车检查。
本发明的有益效果是：通过设计专用的轨道线路，以及与之相连的辅助道路，并设计能够在轨道线路和普通道路上均能行驶的专用卡车，使该卡车能够在专用的轨道线路上快速行驶，配合无人驾驶系统，实现卡车在专线上自动行驶，可以节省大量的人力、物力，同时可以增大运输量，提高运输效率，降低运输成本；将该种货运系统设置在需要通关手续的跨境点位上，配合跨境双方的便利通关协议，实现运输卡车的无阻拦、不停留地通关，极大地提升运输能力，使运营成本大大降低，更主要的是，可以大幅缩短运输周期，提高生产效率。本发明所述货动系统，可以用于多种形式的货运，包括矿石、矿土、煤炭等，也可用于物流运输，其主要特点为无人驾驶和免除通关手续，效率提高。
附图说明
图1是本发明所述专线系统的结构示意图。
其中，1卡车，2专线，3路轨切换道，31周转道路。
具体实施方式
【实施例1】
如图1所示，本实施例所述路轨双行电动卡车专线货运系统，其特征在于：所述货运系统包括用于运输货物的卡车，以及与卡车相配套的铁路专线，卡车能够在铁路专线上行驶；所述卡车具有多根车轴，在同一车轴上同时装有轨道车轮和道路车轮，卡车能够在轨道和道路上切换行驶；对于常规重型载货汽车，即俗称的大挂车，其具有六根车轴，呈1、2、3式分布，1为转向轴，2为驱动轴，3为承重轴，转向轴两端设置一对单轮，而两根驱动轴和三根承重轴均为双轮；本实施例所述卡车，其六根车轴的两端，设有单轮或双轮胶轮，在胶轮的轮辋内侧设有一体式或可拆卸式的轨道车轮（车轮是轮胎和车轴之间的旋转承载件，由轮辋、轮辐和安装盘组成，也俗称为轮毂），即钢轮；钢轮与胶轮的轮辋相连接，可以是一体成形的，也可以是可拆卸式的，优选地，转向轴的轮辋采用一体成形式结构，以简化车轮、悬挂等部分的结构和活动空间，而驱动轴和/或承重轴上的轮辋采用可拆卸式结构，因其磨损、故障率相对较高，可拆卸式轮辋便于后期维修、更换。
进一步地，所述卡车具有电力储蓄装置，卡车通过电机驱动行驶，电力储蓄装置用驱动电机工作；所述专线为铁路轨道，且其轨距按照卡车的轮距进行设计；所述专线两端具有路轨切换道，用于卡车的轨道车轮和道路车轮在道路/轨道、轨道/道路之间切换。
进一步地，所述专线具有电力架线，电力架线为电力储蓄装置和/或电机提供电力；所述卡车具有电源管理系统和/或电力控制系统，电源管理系统用于管理维护电力储蓄装置、监测电力储蓄装置的状态、控制电力储蓄装置的充放电过程。
进一步地，所述轨道车轮和/或道路车轮包括导向轮、驱动轮、载重轮，导向轮用于控制卡车的转向操作，驱动轮用于驱动卡车行驶，载重轮为主要承重部件。
进一步地，所述专线设有两条，两条专线并列设置，分别用于卡车的去程行驶和返程行驶。进一步地，所述专线为单一方向行驶，不设置分支线路。上述设置，因卡车在专线上均为单向行驶，故可以在专线上间隙一定安全时隙发送多辆卡车，使专线上同时运行多个卡车，提高专线的利用率、运输量。另外，专线上不设置分支线路，即卡车在专线上无需考虑换道的问题，只要在专线的起点与终点之间直线行驶即可，大大减少了行驶过程中的干扰。
进一步地，所述路轨切换道与周转道路连通，周转道路为装货点或卸货点到专线的用于卡车行驶的道路、路面、平坦场地或硬地。进一步地，所述周转道路长度小于5KM。进一步地，专线和/或路轨切换道可根据装卸货点的位移而扩展，使专线尽可以地向两端延伸，卡车能够在专线上保持可能状态下的最大行驶距离，缩短人工装卸、驾驶、控制的作业半径。
进一步地，所述电力储蓄装置包括蓄电池，所述蓄电池为铅酸蓄电池、镍氢电池、镍铬电池、锂离子电池（如磷酸铁锂电池）、锂聚合物电池、燃料电池、超级电容电池中的一种或多种。
进一步地，所述卡车在专线上无人驾驶，在周转道路和路轨切换道上有人驾驶。
【实施例2】
所述路轨双行电动卡车专线货运系统的使用方法，其特征在于：所述专线铺设在装货点与卸货点之间，专线两端的路轨切换道在情况允许的条件下，尽可能向装货点、卸货点靠近；在装货点和/或卸货点的作业半径内设置周转道路，用于将装货点和/或卸货点与路轨切换道连通；所述装货点是指货物的原始采掘、挖掘、制造、集散、堆放的地点；所述卸货点是指货物被集散、堆放、运输、处置的目的地点。
进一步地，所述并列设置的两条专线，从装货点至卸货点的专线为去程专线，从卸货点至装货点的专线为返程专线，去程专线和返程专线均单向行驶。
进一步地，所述卡车的行驶步骤包括：
Step A1：所述卡车在装货点装载货物，沿装货点侧的周转道路行驶至去程专线起点的路轨切换道，进入去程上道状态，实现道路至轨道的切换；
Step A2：所述卡车沿路轨切换道驶入去程专线后，沿专线单向行驶；
Step A3：所述卡车沿去程专线行驶至去程专线终点的路轨切换道，进入去程下道状态，实现轨道至道路的切换；
Step A4：所述卡车沿卸货点侧的周转道路行驶至卸货点，卸载货物，完成货物运输；
Step A5：与去程行驶道理相同，返程行驶包括：所述卡车沿卸货点侧的周转道路，行至返程专线起点处路轨切换道进入返程上道状态，沿返程专线行至终点处路轨切换道，进入返程下道状态，经轨道/道路切换后，沿装货点侧的周转道路返回至装货点，开始下一次轮次的运输。
进一步地，所述卡车行驶步骤的Step A1由人工驾驶操作，卡车在装货点装载货物，其行驶、停留的位点均不固定，需要适时调整，且卡车在周转道路行驶时，因为没有导航装置、系统（也不方便设置该类装置）而无法实现自动驾驶，且卡车由道路行驶切换至轨道行驶状态时，也需要人为控制其上道，因此该步骤由人工驾驶；卡车驶上轨道后，先行驶一段距离，检查无误后，停车，驾驶员下车，再手动或自动启动卡车在轨道上自动行驶，Step A2为无人驾驶模式、由驾驶控制系统控制驾驶；Step A3中，卡车行至距离轨道终点一定阈值的距离后，驾驶控制系统刹停卡车，驾驶员上车，卡车转由人工接手驾驶操作；Step A4由人工驾驶操作，道理同Step A1；所述卡车行驶的返程行驶步骤的Step A5中，与去程行驶步骤同理，依次为人工驾驶、无人驾驶、的工接手驾驶、人工驾驶。
所述驾驶控制系统用于控制车辆行驶、人工/无人驾驶状态的切换、控制电机运行、协调电源管理系统监测电池状态和充电等，其具体结构和方法细节如下。
所述卡车设有受电装置，包括：受电弓、支架组件、受电检测装置；支架组件用于支撑、举升受电弓，使受电弓与架线（外部电源）相连接；受电检测装置用于检测外部电源是否有电，将外部电源的电流、电压信号传递给卡车。受电装置一般设置在卡车的车顶部，受电弓通过支架组件安装在车体上，支架组件可控制受电弓升降、倾斜，保证受电弓与外部电源的稳固连接。另外，受电弓具有引线，该引线将外部电源的电能传送给卡车的动力系统中的相关部件（包括电机、电池）。上述受电检测装置用于检测外部电源是否有电，同时反映受电弓是否与外部电源正确接通，从而保证卡车能够有效地利用外部电源的电能；该检测装置可以是检测电流的装置，也可以是检测电压的装置，如电流互感器等。受电检测装置将检测到的状态信息传递给卡车的中央控制部件，即驾驶控制系统。
用于向卡车提供电力的架线设施安装在卡车的行走轨迹上，即专线上，作为外部电源用于向卡车输送电力。进一步地，所述架线设施包括AC/DC转换装置，用于将市政供电系统的交流电转换成卡车所需的直流电压。在矿区环境中，市政供电系统一般供应380V交流电，需要将该交流电通过变电设备（AC/DC转换装置）转换为卡车所需要的直流电，且根据卡车牵引电机的电压规格要求，上述变电设备应具备输出480V、520V、560V等不同等级的直流电压，以使卡车的牵引电机获得匹配的电压。
所述驾驶控制系统，用于监控车辆运行状态、收集信号、功能逻辑判断、发送执行指令，协调动力系统的部件的工作。所述驾驶控制系统包括：整车控制器、电机控制器、电池管理系统；整车控制器，作为卡车的整车中央控制部件，采集司机驾驶信号，获取驱动电机和电池系统的相关信息，进行分析和运算，并向电机控制器和电池管理系统发送指令，实现整车驱动控制、能量优化控制和制动回馈控制；显示整车状态信息；具备完善的故障诊断和处理功能；电机控制器，用于控制车辆牵引电机。控制器控制电机运行，通过CAN接口接收外部控制信号，并反馈当前运行状态信息，根据控制需要切换转速、转矩的控制模式；具备内置过压、过流等故障检测与处理功能；电池管理系统，智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。
进一步地，所述驾驶控制系统可以控制充电机，用于向电池组充电。充电机设有具备恒流稳压功能的电子元件及辅助电路，具备程控功能，采用CAN总线接口与整车控制器通信连接，能够实时调整充电功率。
所述驾驶控制系统所采用的控制方法是：所述整车控制器监控受电装置是否与架线设施建立电连接，如是则采用架线设施的外部电源向牵引电机输送电力驱动其工作，否则采用电池组的电力驱动牵引电机工作。
所述控制方法中，外部电源驱动电机工作的同时，根据电池组的电力存储状态向电池组充电。电池组的充电策略是：当卡车检测到外部电源有电时，立即选择使用外部电源作为卡车的电力来源，驱动电机工作，同时通过充电机向电力不足的电池组充电，从而保证电池组具备充足的电能储备。
所述控制方法的目的在于时刻保持电池组的满电状态，以应对可能出现的外部电源中断、卡车故障等突发情况。所述卡车全部采用电力驱动，即以外部架线辅助的电力为主，自带的电池组电力为辅，如果外部电源如果突然中断，则依靠电池组驱动工作。
【实施例3】
一种基于路轨双行电动卡车专线货运系统及其使用方法的商业模式，包括以下方法：
B1：跨境双方协定高层协议，定义跨境货物运输的整体框架规则，设定货物过关、人员不过关的通关规则、手续和费用，该手续和费用按月或季度或年进行定期结算；
B2：根据高层协议建设专线，专线铺设位置在具有跨境通关渠道的两国交界处，且该专线位于矿区采集装货点与堆放卸货点之间；
B3：改造、改装现在重型卡车，包括车轮和/或底盘和/或驱动系统和/或悬挂系统和/或驾驶控制系统，使用电力储蓄装置驱动电机，卡车通过电机驱动行驶；
B4：在专线上设置电力架线，卡车在轨道专线上行驶时，采用电力架线供电驱动，并向电力储蓄装置充电，卡车在道路上行驶时，采用电力储蓄装置供电驱动。
所述商业模式的B1方法中，其设定的货物过关、人员不过关的通关规则、手续包括对卡车及卡车所装载的货物进行扫描检查，如检查结果符合跨境双方的通关要求情况下，给予放行；如不符合跨境双方的通关要求，则将卡车及货物从专线上转移至边防检查站的卡车停放区。
所述商业模式的B2方法中，专线设有分出线，该分出线用于将卡车及货物从专线上转移至边防或海关检查站的卡车停放区。
所述分出线是轨道线路或道路线路，并在专线与分出线之间设有轨道辅助设施或道路辅助设施。所述分出线最好建设为铁路，且其终端为封闭式，不能上下其他车辆，以免干扰本申请所述卡车的正常运行。如跨境双方不能达成协议，无法在边境区域建设直通式的铁路，则在该区域建设封闭式的卡车停放区，在该卡车停放区内，卡车以胶轮行驶，且在专线与卡车停放区间设置路轨切换道，便于卡车驶出、驶入专线。
所述专线设置为途经跨境双方的边防或海关检查站，并在检查站设置专人控制专线上卡车的停车检查。
所述卡车采用惯性导航进行无人驾驶。利用惯性元件（加速度计）来测量运载体（即卡车）本身的加速度，经过积分和运算得到速度和位置，从而达到对运载体导航定位的目的。组成惯性导航系统的设备都安装在运载体内，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰，是一种自主式导航系统。惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪，又称惯性测量单元。3个自由度陀螺仪用来测量运载体的3个转动运动；3个加速度计用来测量运载体的3个平移运动的加速度。计算机根据测得的加速度信号计算出运载体的速度和位置数据。控制显示器显示各种导航参数。按照惯性测量单元在运载体上的安装方式，分为平台式惯性导航系统（惯性测量单元安装在惯性平台的台体上）和捷联式惯性导航系统（惯性测量单元直接安装在运载体上）；后者省去平台，仪表工作条件不佳（影响精度），计算工作量大。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明创造的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明创造进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明创造技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明创造的权利要求范围当中。